Diferencinis stiprinimas ir diferencinė fazė (Diferencinis stiprinimas, Diferencialinė fazė). Diferencialinio signalo laidų diferencialo silfono matuoklis

Gaisrų atsiradimui būdingas temperatūros padidėjimas aplinką. Todėl sistemose skaitiklis gaisro signalizacija dažniausiai naudojamas šilumos detektoriai.

Jie sugeba aptikti gaisrus pradiniame etape, o tai leidžia laiku imtis priemonių jiems pašalinti. Tačiau tokių jutiklių rinkoje galima rasti įvairių modifikacijų.

Norėdami pasirinkti tinkamą konkrečiam kambariui, turėtumėte kuo daugiau sužinoti apie juos.

Įrenginio dizaino ypatybės

Kas yra diktorius? Tai yra temperatūrai jautrus elementas, uždarytas plastikinis dėklas. Darbo principas labiausiai paprasti modeliai remiantis kontaktų uždarymu/atsidarymu, dėl ko susidaro signalas.

Kad prietaisas veiktų, aplinkos temperatūra turi pakilti virš įrenginio slenkstinės vertės.

Veikdami tokie šilumos detektoriai nevartoja srovės. Jie vadinami pasyviais. Jie naudoja tam tikrą lydinį kaip termoelementą. Anksčiau šie jutikliai buvo vienkartiniai ir jų nebuvo galima atkurti, tačiau šiandien pasirodė daugkartinio naudojimo modeliai. Juose, veikiant temperatūrai, bimetalinis elementas, keisdamas savo formą, veikia kontaktą.

Yra magnetiniu būdu valdomų pavyzdžių. Juose esantis nuolatinis magnetas keičia savo savybes dėl kaitinimo, o tai lemia įrenginio veikimą.

Renkantis šilumos detektorių patalpai, būtina, kad temperatūros slenkstis jiems būtų bent 10 ° C aukštesnis už vidutinį pastatą. Taip išvengiama klaidingų aliarmų.

Įrenginių tipai ir jų savybės

Kiekvienas įrenginys skirtas konkrečiai kontroliuojamai zonai. Pagal aptikimo pobūdį:

• Taškas
• Linijinis

Taškiniai šilumos gaisro detektoriai savo ruožtu gaminami dviejų tipų:

• Maksimalus
• Diferencialinis

Pirmojo darbas grindžiamas termoelemento būsenos pasikeitimu, kai temperatūra pakyla iki slenkstinės vertės. Pažymėtina, kad eksploatacijai būtina, kad iki nurodytos p Techninės specifikacijos vertės, pats detektorius įšilo. Ir tai užtruks šiek tiek laiko.

Tai yra akivaizdus prietaiso trūkumas, nes jis neleidžia aptikti gaisro ankstyvoje stadijoje. Tai galima pašalinti padidinus vienoje patalpoje esančių jutiklių skaičių, taip pat naudojant kitus jų tipus.

Diferencialiniai šilumos detektoriai yra skirti stebėti temperatūros kilimo greitį. Tai leido sumažinti įrenginio inerciją. Tokių jutiklių konstrukcija apima elektroninius elementus, o tai atsispindi sąnaudose.

Praktikoje dažniausiai šie du tipai naudojami kartu. Tokį didžiausio skirtumo gaisro detektorių įjungia ne tik temperatūros kilimo greitis, bet ir jo slenkstinė vertė.

Linijiniai įrenginiai arba šiluminiai kabeliai yra vytos poros kur kiekvienas laidas yra padengtas termiškai atsparia medžiaga. Kai temperatūra pakyla, ji praranda savo savybes, todėl grandinėje įvyksta trumpasis jungimas ir susidaro gaisro signalas.

Šilumos kabelis yra prijungtas vietoj sistemos kilpos. Tačiau jis turi vieną trūkumą – trumpąjį jungimą gali sukelti ne tik gaisras.

Siekiant pašalinti tokius momentus, linijiniai jutikliai yra prijungti per sąsajos modulius, kurie užtikrina jo ryšį su signalizacijos įrenginiu. Labai dalis jų naudojama technologinėse liftų šachtose ir kitose panašiose konstrukcijose.

Gamintojai – išsirinkite geriausią modelį

Labiausiai paplitęs vietinė rinka gaisro gesinimo įranga randa šilumos jutiklius Rusijos įmonės. Taip yra dėl signalizacijos sistemų savybių, norminių reikalavimų ir vidutinės jų kainos.

Populiariausios šiluminės gaisro signalizacijos:

• Aurora TN (IP 101-78-A1) – Argusspektr
• IP 101-3A-A3R – Sibiro arsenalas

Aurora detektorius priklauso didžiausio diferencialo įprastiniams. Jis naudojamas aptikti gaisrus patalpoje ir perduoti valdymo pulto signalą.

Žiūrėkite produkto vaizdo įrašą:

Šio modelio pranašumai yra šie:

1. Didelis jautrumas
2. Patikimumas
3. Mikroprocesoriaus naudojimas kaip prietaiso dalis
4. Lengva priežiūra

Jo kaina yra daugiau nei 400 rublių, tačiau ji visiškai atitinka įrenginio kokybę.

Sprogimui atsparūs terminiai detektoriai IP 101-3A-A3R taip pat priklauso maksimaliam skirtumui. Jie skirti naudoti šildomose patalpose ir gali dirbti su nuolatinės ir kintamosios srovės kilpomis.

Šio modelio pranašumai yra šie:

• Elektroninė valdymo grandinė
• LED indikatorius, leidžiantis valdyti įrenginio veikimą
• Modernus dizainas

Šio modelio kaina yra daug mažesnė ir siekia 126 rublius, todėl jie yra prieinami daugeliui vartotojų.

Žiūrime vaizdo įrašą apie IP 101-7 sprogimui atsparius gaminius:

Yra daug daugiau įvairių tipų. Tai šiluminiam sprogimui atsparus detektorius ir daugelis kitų. Kurį pasirinkti konkrečiam kambariui, priklauso nuo įvairių veiksnių, kurie bus aptarti toliau.

Į ką atkreipti dėmesį renkantis?

Kiekvienas šilumos jutiklis turi tam tikras klasifikavimo ypatybes. Paprastai jie atsispindi techninę dokumentaciją. Štai keletas iš jų, į kuriuos turėtumėte atkreipti dėmesį:

1. Reakcijos temperatūra
2. Veikimo principas
3. Dizaino elementai
4. inercija
5. Valdymo zonos tipas

Pavyzdžiui, patalpose su dideliais plotais rekomenduojama įrengti šiluminius gaisro detektorius su linijine aptikimo zona. Renkantis įrenginį būtinai atkreipkite dėmesį į reakcijos temperatūrą, ji neturi skirtis nuo vidutinės daugiau nei 20 ° C. Staigūs pokyčiai valdymo zonoje nepriimtini, jie gali sukelti klaidingus aliarmus

Ar galima visur naudoti jutiklius?

Yra dokumentų, reglamentuojančių gaisro gesinimo įrangos naudojimą, sąrašas. Jie rodo, kad šilumos detektoriai yra priimtini naudoti daugumoje pramoninių ir gyvenamųjų patalpų. Tačiau tuo pat metu yra patalpų, kuriose jų darbas yra netinkamas, sąrašas:

• kompiuterių centrai
• kambariai su pakabinamomis lubomis

Diferencinis stiprinimas ir diferencinė fazė (Diferencinis stiprinimas, Diferencialinė fazė) yra stiprintuvo linijinio iškraipymo rodikliai. Diferencinis stiprinimas išreiškiamas dviem reikšmėmis, kurios yra dvi didžiausios antrinio nešlio amplitudės, palyginti su juodojo lygio antrinio nešlio amplitudė. Diferencinis stiprinimas apskaičiuojamas iš didžiausios ir mažiausios specialaus bandomojo signalo žingsnių amplitudės demoduliatoriaus išėjime pagal diferencijuoto signalo oscilogramą, gautą matavimo diferencijavimo grandinės išėjime, kurios laiko konstanta 300 ns. Diferencinė fazė išreiškiama dviem laipsniais, kurie yra dvi didžiausios antrinio nešlio fazės, palyginti su juodojo lygio antrinio nešlio faze. Diferencialinės fazės vertė apskaičiuojama kaip skirtumas tarp didžiausios ir minimalios uždengto elemento 1 fazių lygių diapazone nuo juodos iki baltos. Pagal EN 50083 bet kuriame televizijos kanale maksimalus diferencinis stiprinimas (nuo piko iki maksimumo) neturi viršyti 14%, o didžiausia diferencinė fazė neturi viršyti 12%.
Kiti parametrai apima įvesties ir išėjimo varžą, energijos suvartojimą ir maitinimo įtampą, svorį ir matmenis. Kaip pavyzdį pateikiame sumažintas dviejų stiprintuvų specifikacijas – pagrindinio WISI stiprintuvo VX96 ir Teleste universalaus stiprintuvo DXE 853 GA (10.2 lentelė). Specifikacijoje pateikti parametrai neturėtų būti laikomi standartiniais, kaip jie nurodo konkrečių modelių stiprintuvai. Abu stiprintuvai turi tiesioginio kanalo dažnių diapazoną nuo 47 iki 862 MHz ir yra aprūpinti atvirkštinio kanalo stiprinimo moduliu. Stiprintuvai komplektuojami su vietiniu arba nuotoliniu maitinimo bloku. Nuotolinis maitinimas tiekiamas per bet kurį signalo prievadą arba įmontuotą maitinimo įvestį ir gali būti transliuojamas bet kuria kryptimi. Stiprintuvas VX96 skirtas kokybiškoms magistralinėms sekcijoms sukurti. Jis sukurtas dviejų hibridinių mikroschemų pagrindu. Įvesties pakopa yra mažo triukšmo „Push Pull“ grandinė, o išėjimo pakopa yra galinga silicio arba galio arsenido „Push Pull“ arba „Power Double“ grandinė. DXE 853 GA stiprintuvas gali būti naudojamas magistralinėse ir gyvenamosiose kabelinio tinklo paskirstymo zonose ir turi du išėjimus, konfigūruojamus įrengiant čiaupus. Abu stiprintuvai turi reguliuojamą tarppakopinį EQ ir slopintuvą, keičiamus dipleksinius filtrus ir vietą papildomam ekvalaizeriui ir slopintuvui (kabelio ekvivalentas).

Diferencialinis stiprintuvas yra gerai žinoma grandinė, naudojama įtampos skirtumui tarp dviejų įvesties signalų sustiprinti. Idealiu atveju išvesties signalas nepriklauso nuo kiekvieno įvesties signalo lygio, o nustatomas tik pagal jų skirtumą. Kai abiejų įėjimų signalo lygiai keičiasi vienu metu, toks įvesties signalo pokytis vadinamas faze. Diferencialinis arba diferencinis įvesties signalas taip pat vadinamas normaliu arba naudingu. Geras diferencialinis stiprintuvas turi aukštą bendrojo režimo atmetimo koeficientą (CMRR), kuris yra norimos išvesties ir bendrojo režimo išvesties santykis, darant prielaidą, kad norimos ir bendrojo režimo įėjimai turi tą pačią amplitudę. CMRR paprastai apibrėžiamas decibelais. Įvesties bendrojo režimo diapazonas nurodo priimtinus įtampos lygius, kurių atžvilgiu įvesties signalas turi skirtis.

Diferencialiniai stiprintuvai naudojami tais atvejais, kai silpni signalai gali būti prarasti triukšmo fone. Tokių signalų pavyzdžiai yra skaitmeniniai signalai, perduodami ilgais kabeliais (paprastai kabelis susideda iš dviejų susuktų laidų), garso signalus(radijotechnikoje „subalansuotos“ varžos sąvoka dažniausiai siejama su 600 omų diferencine varža), radijo dažnių signalais (dviejų gyslų kabelis yra diferencinis), elektrokardiogramos įtampa, signalai, skirti nuskaityti informaciją iš magnetinės atminties ir daug kiti.

Ryžiai. 2.67. Klasikinis tranzistorinis diferencialinis stiprintuvas.

Diferencialinis stiprintuvas priėmimo gale atkuria pradinį signalą, jei bendro režimo triukšmas nėra labai didelis. Diferencialiniai etapai plačiai naudojami operacinių stiprintuvų konstrukcijoje, kuriuos aptariame toliau. Jie žaidžia svarbus vaidmuo projektuojant nuolatinės srovės stiprintuvus (kurie stiprina dažnius iki nuolatinės srovės, t. y. nenaudoja kondensatorių tarppakopiniam sujungimui): jų simetriška grandinė iš prigimties pritaikyta kompensuoti temperatūros pokytį.

Ant pav. 2.67 parodyta pagrindinė diferencialinio stiprintuvo grandinė. Išėjimo įtampa matuojama viename iš kolektorių, palyginti su įžeminimo potencialu; toks stiprintuvas vadinamas vieno galo išėjimo arba skirtumo stiprintuvu ir yra plačiausiai naudojamas. Šį stiprintuvą galima įsivaizduoti kaip įrenginį, kuris sustiprina diferencialinį signalą ir paverčia jį vieno galo signalu, kurį gali apdoroti įprastos grandinės (įtampos sekėjai, srovės šaltiniai ir kt.). Jei reikia diferencialinio signalo, jis pašalinamas tarp kolektorių.

Koks yra šios grandinės pranašumas? Paskaičiuoti nesunku: tarkime, į įvestį nukreipiamas diferencinis signalas, o įtampa 1 įėjime tam tikru dydžiu padidėja (mažo signalo įtampos pokytis įėjimo atžvilgiu).

Kol abu tranzistoriai veikia aktyviu režimu, taško A potencialas yra fiksuotas. Stiprinimą galima nustatyti kaip ir vieno tranzistoriaus stiprintuvo atveju, jei pastebite, kad įvesties signalas du kartus perduodamas bet kurio tranzistoriaus bazės-emiterio sandūrai: . Rezistoriaus varža paprastai yra maža (100 omų ar mažiau), o kartais šio rezistoriaus iš viso nėra. Diferencinė įtampa paprastai sustiprinama kelis šimtus kartų.

Norint nustatyti bendrojo režimo stiprinimą, tie patys signalai turi būti perduodami abiem stiprintuvo įvestims. Jei atidžiai apsvarstysite šį atvejį (ir atsiminkite, kad abi emiterio srovės teka per rezistorių), gausite . Mes nepaisome pasipriešinimo, nes rezistorius paprastai pasirenkamas didelis - jo varža yra bent keli tūkstančiai omų. Tiesą sakant, pasipriešinimo taip pat galima nepaisyti. CVSS yra maždaug lygus . Tipiškas diferencialinio stiprintuvo pavyzdys yra grandinė, parodyta fig. 2.68. Pažiūrėkime, kaip tai veikia.

Rezistoriaus varža parenkama taip, kad kolektoriaus ramybės srovė būtų lygi . Kaip įprasta, kolektoriaus potencialas nustatomas į 0,5, kad būtų pasiektas didžiausias dinaminis diapazonas. Tranzistorius neturi kolektoriaus rezistoriaus, nes jo išėjimo signalas yra paimtas iš kito tranzistoriaus kolektoriaus. Rezistoriaus varža parenkama tokia, kad bendra srovė būtų lygi ir tolygiai paskirstyta tarp tranzistorių, kai įėjimo (diferencialinis) signalas lygus nuliui.

Ryžiai. 2.68. Diferencialinio stiprintuvo charakteristikų skaičiavimas.

Pagal ką tik gautas formules diferencinio signalo stiprinimas yra 30, o bendrojo režimo stiprinimas yra 0,5. Jei iš grandinės neįtrauksite 1,0 kΩ rezistorių, tada diferencinio signalo stiprinimas taps 150, bet įėjimo (diferencialinis) varža sumažės nuo 250 iki 50 kΩ (jei reikia, kad šios varžos vertė būtų megaohų dydžio). , tada įvesties etape galite naudoti Darlingtono tranzistorius).

Prisiminkite, kad vienpusiame stiprintuve su įžemintu emiteriu, kai ramybės būsenos išėjimo įtampa yra 0,5, didžiausias stiprinimas yra , kur išreikštas voltais. Diferencialiniame stiprintuve didžiausias diferencinis stiprinimas (at yra perpus mažesnis, t. y. skaitiniu būdu lygus dvidešimt kartų įtampos kritimui per kolektoriaus rezistorių, pasirinkus panašų veikimo tašką. Atitinkamas didžiausias CMRR (su sąlyga, kad jis taip pat yra 20). kartų viršija įtampos kritimą

2.13 pratimas. Įsitikinkite, kad nurodyti santykiai yra teisingi. Sukurkite diferencialinį stiprintuvą pagal savo poreikius.

Diferencialinis stiprintuvas gali būti vaizdžiai vadinamas "ilgai uodegos pora", nes jei rezistoriaus ilgis yra simbolis proporcingai jo varžos vertei, grandinė gali būti pavaizduota taip, kaip parodyta Fig. 2.69. Ilga uodega lemia bendrojo režimo atmetimą, o mažos tarp emiterių sujungimo varžos (įskaitant vidinę emiterio varžą) lemia diferencinį stiprinimą.

Poslinkis su srovės šaltiniu.

Diferencialinio stiprintuvo bendrojo režimo stiprinimą galima labai sumažinti pakeitus rezistorių srovės šaltiniu. Tokiu atveju efektyvioji pasipriešinimo vertė taps labai didelė, o bendrojo režimo stiprinimas bus susilpnintas beveik iki nulio. Įsivaizduokite, kad įvestis yra fazėje; srovės šaltinis emiterio grandinėje išlaiko bendrą emiterio srovę pastovią, ir ji (dėl grandinės simetrijos) yra tolygiai paskirstyta tarp dviejų kolektoriaus grandinių. Todėl signalas grandinės išėjime nesikeičia. Tokios schemos pavyzdys parodytas fig. 2.70. Šiai grandinei, kuriai naudojama monolitinė tranzistorių pora (tranzistoriai ir ) ir srovės šaltinis tipo , CMRR vertė nustatoma pagal santykį dB). Įvesties bendrojo režimo diapazonas ribojamas iki -12 ir ; apatinę ribą lemia srovės šaltinio veikimo diapazonas emiterio grandinėje, o viršutinė – ramybės būsenos kolektoriaus įtampa.

Ryžiai. 2.70. Diferencialinio stiprintuvo CMRR padidinimas naudojant srovės šaltinį.

Nepamirškite, kad šis stiprintuvas, kaip ir visi tranzistoriniai stiprintuvai, turi turėti nuolatinės srovės poslinkio grandines. Jei, pavyzdžiui, įėjime tarppakopiniam sujungimui naudojamas kondensatorius, tuomet turi būti įtraukti įžeminti atskaitos rezistoriai. Kitas įspėjimas ypač taikomas diferencialiniams stiprintuvams be emiterio rezistorių: bipoliniai tranzistoriai gali atlaikyti ne daugiau kaip 6 V bazinio emiterio atvirkštinį poslinkį, tada įvyksta gedimas; tai reiškia, kad jei įėjimui bus pritaikyta didesnės vertės diferencinė įėjimo įtampa, tada įvesties pakopa bus sunaikinta (jei nėra emiterio rezistorių). Emiterio rezistorius riboja pertraukimo srovę ir neleidžia sunaikinti grandinės, tačiau tokiu atveju gali pablogėti tranzistorių charakteristikos (koeficientas, triukšmas ir kt.). Bet kuriuo atveju įvesties varža žymiai sumažėja, jei atsiranda atvirkštinis laidumas.

Diferencialinių grandinių taikymas nuolatinės srovės stiprintuvuose su vienpoliu išėjimu.

Diferencialinis stiprintuvas gali puikiai veikti kaip nuolatinės srovės stiprintuvas net ir su vieno galo (vieno galo) įvesties signalais. Tam reikia įžeminti vieną iš jo įėjimų, o kitam duoti signalą (2.71 pav.). Ar galima iš grandinės pašalinti „nenaudojamą“ tranzistorių? Nr. Diferencialinė grandinė kompensuoja temperatūrų poslinkį ir net kai vienas įėjimas yra įžemintas, tranzistorius atlieka tam tikrą funkciją: kintant temperatūrai, įtampa kinta tiek pat, o išėjimas nesikeičia ir grandinė nėra išbalansuota. . Tai reiškia, kad įtampos pokyčio nestiprina koeficientas Kdif (jo padidėjimą lemia koeficientas Xinf, kurį galima sumažinti beveik iki nulio). Be to, įtampos abipusė kompensacija reiškia, kad įėjime nereikia atsižvelgti į 0,6V įtampos kritimus.Tokio nuolatinės srovės stiprintuvo kokybę blogina tik įtampų ar jų temperatūros koeficientų neatitikimas. Pramonė gamina tranzistorių poras ir integruotus diferencialinius stiprintuvus su labai aukštas laipsnis suderinimas (pavyzdžiui, standartiškai suderintai monolitinei n-p-n tipo tranzistorių porai įtampos poslinkis nustatomas arba per mėnesį).

Ryžiai. 2.71. Diferencialinis stiprintuvas gali veikti kaip tikslus nuolatinės srovės stiprintuvas su vieno poliaus išėjimu.

Ankstesnėje diagramoje galite įžeminti bet kurią išvestį. Priklausomai nuo to, kuri įvestis yra įžeminta, stiprintuvas invertuos signalą arba ne. (Tačiau dėl Millerio efekto buvimo, aptarto 2.19 skyriuje, čia parodyta grandinė yra tinkamiausia diapazonui aukšti dažniai). Pateikta grandinė yra neinvertuojanti, tai reiškia, kad invertuojantis įėjimas yra joje įžemintas. Su diferencialiniais stiprintuvais susijusi terminija taip pat taikoma operatyviniams stiprintuvams, kurie yra tie patys didelio stiprumo diferencialiniai stiprintuvai.

Srovės veidrodžio naudojimas kaip aktyvioji apkrova.

Kartais pageidautina, kad vienos pakopos diferencialinis stiprintuvas, kaip paprastas įžeminto emiterio stiprintuvas, turėtų didelį stiprinimą. gražus sprendimas kaip aktyviąją stiprintuvo apkrovą duoda naudoti srovės veidrodį (2.72 pav.). Tranzistoriai sudaro diferencinę porą su srovės šaltiniu emiterio grandinėje. Tranzistoriai, kurie sudaro srovės veidrodį, veikia kaip kolektoriaus apkrova. Tai užtikrina aukštą kolektoriaus apkrovos varžos vertę, kurios dėka įtampos padidėjimas siekia 5000 ir daugiau, jei stiprintuvo išėjime nėra apkrovos. Toks stiprintuvas paprastai naudojamas tik grandinėse, padengtose kilpa Atsiliepimas, arba palyginimuose (pažvelgsime į juos kitame skyriuje). Atminkite, kad tokio stiprintuvo apkrova būtinai turi turėti didelę varžą, kitaip stiprinimas bus žymiai susilpnėjęs.

Ryžiai. 2.72. Diferencialinis stiprintuvas su srovės veidrodžiu kaip aktyvioji apkrova.

Diferencialiniai stiprintuvai kaip fazių padalijimo grandinės.

Ant simetrinio diferencinio stiprintuvo kolektorių atsiranda vienodos amplitudės, bet priešingų fazių signalai. Jei paimtume išvesties signalus iš dviejų kolektorių, gautume fazių padalijimo grandinę. Žinoma, galite naudoti diferencialinį stiprintuvą su diferencialiniais įėjimais ir išėjimais. Tada diferencialinis išėjimas gali būti naudojamas kitai diferencialinio stiprintuvo pakopai valdyti, labai padidinant visos grandinės CMRR.

Diferencialiniai stiprintuvai kaip komparatoriai.

Didelis stiprinimas ir stabilus veikimas, pagrindinis yra diferencialinis stiprintuvas neatskiriama dalis komparatorius – grandinė, kuri lygina įvesties signalus ir įvertina, kuris iš jų yra didesnis. Komparatoriai naudojami labai įvairiose srityse: įjungti apšvietimą ir šildymą, gauti stačiakampius signalus iš trikampių, palyginti signalo lygį su slenkstine reikšme, D klasės stiprintuvuose ir impulsinio kodo moduliacijoje, perjungti maitinimo šaltinius, ir tt Pagrindinė idėja kuriant lyginamąjį įrenginį yra ta, kad tranzistorius turėtų įsijungti arba išjungti priklausomai nuo įvesties signalų lygio. Linijinio stiprinimo sritis neatsižvelgiama - grandinės veikimas pagrįstas tuo, kad vienas iš dviejų įvesties tranzistorių bet kuriuo metu yra išjungimo režimu. Tipiška fiksavimo programa aptariama kitame skyriuje, naudojant pavyzdinę temperatūros valdymo grandinę, kurioje naudojami nuo temperatūros priklausomi rezistoriai (termistoriai).

Siekiant užtikrinti atsparumą triukšmui, papildomi perduodami signalai turi būti gerai subalansuoti ir turėti tokią pačią varžą.

Diferencialinis perdavimas reiškia, kad yra du vienas kitą papildantys signalai su vienoda amplitudė ir fazės poslinkis 180°. Vienas iš signalų vadinamas teigiamu (tiesioginiu, ne atvirkštiniu), antrasis – neigiamu (atvirkštiniu). Diferencialinė pavara plačiai naudojama elektroninės grandinės ir yra būtinas norint padidinti duomenų perdavimo spartą. Didelės spartos kompiuterių pagrindinių plokščių ir serverių laikrodžio signalai perduodami diferencialinėmis linijomis. Daugybė įrenginių, tokių kaip spausdintuvai, jungikliai, maršrutizatoriai ir signalų procesoriai, naudoja LVDS (žemos įtampos diferencialinio signalo) technologiją.

Palyginti su vieno laido, reikia diferencialinio perdavimo didelis kiekis siųstuvai (tvarkyklės, siųstuvai) ir imtuvai (imtuvai), taip pat dvigubai didesnis elementų ir laidininkų kontaktų skaičius. Kita vertus, diferencialinės pavaros naudojimas turi keletą patrauklių pranašumų:

Puikus laiko tikslumas
- didelis galimas perdavimo greitis,
- mažesnis jautrumas elektromagnetiniams trukdžiams,
- mažesnis triukšmas, susijęs su perkalbėjimu.

Kvepiant diferencialinius laidininkus, svarbu, kad abu diferencialiniai pėdsakai būtų vienodos varžos, vienodo ilgio, o atstumas tarp jų kraštų būtų pastovus.

Naudodamiesi pavyzdžiu, pažvelkime į keletą svarbių sąvokų diferencialinis laidas. 1 paveiksle parodyta diferencialo magistralė pagrindinė plokštė, išdėstyta tarp specializuotos mikroschemos (ASIC) išėjimų ir jungties, skirtos prijungti dukterinę plokštę su atminties lustais. Paryškintas tiesioginio signalo laidininkas žaliai, o atvirkštinė - raudona. Kiekvienas laidininkas turi dvi angas ir serpantino sekciją išilgai jo.

Ryžiai. 1. Diferencialinė pora pagrindinės plokštės PCB

Šiame paveikslėlyje diferencialo laidai atitinka keletą taisyklių:

Komponentų, naudojamų diferencialiniams signalams perduoti arba priimti, kaiščiai yra arti vienas kito;
- ant kiekvieno atskiro sluoksnio yra vienodo ilgio padangų segmentai, o atstumas tarp padangų išlaikomas vienodai skirtinguose sluoksniuose;
- keičiant sluoksnį, tarpas tarp angų trinkelių daromas minimalus (neviršijant atstumo tarp padangų, jei tai įmanoma);
- dviejų magistralių serpantino sekcijos yra toje pačioje srityje, todėl teigiami ir neigiami signalai turi vienodus sklidimo vėlavimus per visą grandinės ilgį.

Kampų apvalinimas ir vienodas diferencialo laidų ilgis reikalauja ypatingo dėmesio.

Išskyrus laidininkus spausdintinės plokštės, integrinio grandyno pakuotėje yra magistralės, jungiančios kiekvieną paketo kaištį su IC lusto kaiščiu. Skirtingi šių padangų ilgiai kai kuriais atvejais gali keistis.

Kaip skaitinį pavyzdį apsvarstykite diferencialo magistrales su šiais segmentų ilgiais:

tiesioginiam signalui

Segmento ilgis nuo jungties kaiščio iki pirmojo perėjimo = 3022,93 mylių (76,78 mm)

Segmento ilgis tarp angų = 747,97 mylių (19,0 mm)

Bendras tiesioginio signalo grandinės ilgis = 3 798,70 mylių (96,49 mm);

Atvirkštiniam signalui

Segmento ilgis nuo jungties kaiščio iki pirmojo perėjimo = 3025,50 mylių (76,78 mm)

Segmento ilgis tarp angų = 817,87 mylių (19,0 mm)

Segmento ilgis nuo antrojo perėjimo iki IC laido = 27,8 mylios (0,71 mm),

Bendras tiesioginio signalo grandinės ilgis = 3 871,17 mylių (98,33 mm).

Taigi, PCB pėdsakų ilgių skirtumas yra 72,47 mylios (1,84 mm).

Dalį susidariusio skirtumo galima kompensuoti atsižvelgiant į skirtingus šynų ilgius IC paketo viduje. Šiuo atveju bendro pėdsakų ilgio skirtumas patenka į nurodytą leistiną nuokrypį.

2 paveiksle parodyta, kad į bendrą magistralės ilgį reikia atsižvelgti siekiant sumažinti diferencialinių laidų ilgių skirtumą.

Ryžiai. 2. Suma (L0 + L1) turi būti lygi sumai (L2 + L3) paklaidos ribose

Dar kartą kartojant, pageidautina, kad atstumas tarp laidininkų kraštų būtų pastovus per visą jų ilgį. Diferencialinės poros tyrimas rodo, kad šalia jungties kaiščių magistralės praranda lygiagretumą viena kitos atžvilgiu. 3 paveiksle parodyta laidų schema, kuri sumažina šį trūkumą išlaikant lygiagretumą puikus ilgis(atsiradęs atvirkštinio signalo laidininko ūminis kampas gali prarasti jo vientisumą su iš to kylančiomis pasekmėmis – vertėjo pastaba). Tokia schema gali būti naudojama tais atvejais, kai diferencialiniai signalai turi turėti stiprų ryšį arba kai perduodami didelės spartos signalai.

Ryžiai. 3. Lygiagretus laidas

Kai atstumas tarp dviejų pėdsakų yra santykinai didelis (jungtis tarp laidininko ir daugiakampio viršija laidininkų tarpusavio ryšį), pora tampa laisvai susieta. Ir atvirkščiai, kai du pėdsakai yra pakankamai arti vienas kito (santykis tarp jų yra didesnis nei ryšys tarp vieno laidininko ir daugiakampio), tai reiškia, kad poros laidininkai yra stipriai susieti. Stiprus ryšys paprastai nėra būtinas norint pasiekti pradinę diferencinės struktūros naudą. Tačiau norint pasiekti gerą atsparumą triukšmui, papildomai perduodamiems gerai subalansuotiems signalams, kurių varža yra simetriška etaloninės įtampos atžvilgiu, pageidautina stiprus sujungimas.

Diferencialinių laidų sąvoka šiuo atveju apima lygiagrečias poras (t. y. esančias tame pačiame sluoksnyje), kurios yra sujungtos laidininkų kraštuose. Diferencialinius signalus galima nukreipti ir kitu būdu, kai tiesioginio ir atvirkštinio signalo laidininkai yra ant skirtingų (gretimų!!!) plokštės sluoksnių. Tačiau šis metodas gali sukelti varžos nuoseklumo problemų. 4 paveiksle parodytos abi šios parinktys, taip pat kai kurie svarbūs matmenys, pvz., plotis (W), atstumas tarp kraštų (S), laidininko storis (T) ir atstumas nuo laidininko iki žemės (H). Šie parametrai, nustatantys diferencialinės poros skerspjūvio geometriją, dažnai naudojami (kartu su laidų medžiagų ir pagrindo dielektriko savybėmis) varžos vertėms nustatyti (netaisyklingoms, subalansuotoms, fazinėms ir anti- -faziniai režimai) ir apskaičiuoti poros laidininkų sujungimo dydį.

Ryžiai. keturi. Geometriniai matmenys diferencialinės poros skerspjūvis

Abbasas Riazi
DIFERENCIALINIŲ SIGNALŲ MARŠRUTIES REIKALAVIMAI
Spausdintinių schemų projektavimas ir gamyba
2004 m. vasario–kovo mėn
Dėkojame svetainei elart.narod.ru už pateiktą vertimą

Terminis gaisro detektorius yra automatinis PI, kuris reaguoja į tam tikrą temperatūros reikšmę ir (arba) jos padidėjimo greitį (GOST R53325-2012).

Įrengiant patalpas automatiniai nustatymai Gaisro signalizacijai plačiai naudojami trijų tipų šiluminiai gaisro detektoriai: su maksimalaus, diferencinio ir didžiausio skirtumo jutikliais.

Šiluminių PI klasifikavimas pagal reakcijos į kontroliuojamą gaisro požymį pobūdį:

Maksimalus terminis gaisro detektorius- gaisro detektorius, generuojantis gaisro pranešimą, kai aplinkos temperatūra viršija nustatytą ribinę reikšmę - detektoriaus atsako temperatūra.

Maksimalus diferencinis terminis gaisro detektorius- gaisro detektorius, apjungiantis maksimalaus ir diferencinio šiluminio gaisro detektorių funkcijas.

Diferencialinis terminis gaisro detektorius- gaisro detektorius, generuojantis pranešimą apie gaisrą, kai aplinkos temperatūros kilimo greitis viršija nustatytą ribinę vertę.

Detektoriai su didžiausio veikimo jutikliais suveikia esant tam tikrai, iš anksto nustatytai temperatūrai.

Detektoriai su diferencialiniais jutikliais reaguoja į tam tikrą temperatūros padidėjimo greitį.

Maksimalūs diferencialiniai detektoriai apima didžiausio ir diferencinio veikimo jutiklius ir veikia tiek esant tam tikrai, iš anksto nustatytai temperatūrai, tiek tam tikru jos padidėjimo greičiu.

Renkantis šiluminius gaisro detektorius, reikia atsižvelgti į tai, kad maksimalaus ir didžiausio skirtumo detektorių darbinė temperatūra turi būti bent 200 C aukštesnė už maksimalią leistina temperatūra oras kambaryje.

Šiluminiai gaisro detektoriai klasifikuojami pagal naudojamą jutimo elementą.

Lydieji jutikliai laikomi labiausiai paplitusiais dėl jų paprastumo, patikimumo ir mažos kainos. Kadangi tai yra vienkartinis veiksmas, jie negali būti informacija apie normalių sąlygų atkūrimą kontroliuojamose patalpose.

Šiuo metu plačiai naudojami detektoriai, kuriuose termoporos yra jutikliai. Termoporos diferencialiniame detektoriuje yra termopilas, kuris duoda gaisro signalą esant požymiams, kad aplinkos temperatūra pakilo virš maksimalios leistinos. Kuo greitesnis temperatūros kilimo tempas, tuo greičiau duodama gaisro signalizacija.

Šiluminių PI klasifikacija pagal veikimo principą:

IP101 - naudojant šiluminės varžos vertės pokyčio priklausomybę nuo kontroliuojamos aplinkos temperatūros;

IP-102 - naudojant termoEMF, kuris atsiranda šildymo metu;

IP-103 - naudojant linijinį kūnų plėtimąsi;

IP-104 - naudojant lydas medžiagas;

IP-105 - naudojant magnetinės indukcijos priklausomybę nuo temperatūros;

Klasifikacija pagal matavimo zonos terminio PI konfigūraciją yra:

Taškinis gaisro detektorius – gaisro detektorius, reaguojantis į gaisro veiksnius kompaktiškoje vietoje.

Daugiataškis gaisro detektorius (terminis) – detektorius su atskiru taškinių elementų išdėstymu matavimo linijoje.

Linijinis gaisro detektorius – gaisro detektorius, reaguojantis į gaisro veiksnius išplėstoje, linijinėje zonoje.

Pavyzdžiui:

Šiluminio taško detektorius maksimalus 70°C IP-103-4/1 MAK-1

Prietaisas: detektorius sudarytas iš plastiko apsauginis korpusas ir plastikinis pagrindas su dviem tvirtinimo angomis varžtams, kuriame temperatūros relė montuojama tiesiai ant varžtų gnybtų. Prie tų pačių gnybtų prijungtas šunto rezistorius.

Darbo principas: In normalios būklės detektoriaus kontaktinė sistema uždaryta. Pasiekus slenkstinę temperatūrą, detektoriaus kontaktai atsidaro, o temperatūrai nukritus nuo slenkstinės, vėl užsidaro.

Terminis daugiataškis detektorius IP 102-2x2

Detektoriaus jutiklis susideda iš jautrių elementų (termoporų), tolygiai paskirstytų ant ilgo susukto laido.

Veikimo principas: Terminis emf, atsirandantis termoporas veikiant šilumos srautams, sumuojamas laido galuose ir specialiame elektroniniame bloke (sąsajos bloke) paverčiamas aliarmo signalu. Jei laidas su termoporomis yra tolygiai išdėstytas per visą saugomos patalpos lubų plotą, tada skenuojant šilumos srautus patalpoje, gaisrai aptinkami greitai. Gaisro bandymų rezultatai parodė, kad daugiataškių detektorių reakcijos laikas mažai priklauso nuo saugomų patalpų aukščio ir siekia kelias dešimtis sekundžių iki H = 20 m aukščio.

Linijinis šilumos detektorius (šilumos kabelis)

Šiluminio kabelio įrenginys:

Linijos detektorius(šiluminis kabelis) susideda iš dviejų plieninių laidininkų, kurių kiekvienas yra padengtas termoplastine medžiaga. Laidininkai yra susukti kartu, kad tarp jų susidarytų mechaninis įtempimas ir papildomai padengti išoriniu apsauginiu PVC apvalkalu.

Veikimo principas:

Valdymo srovė iš sąsajos modulio nuolat praeina per terminį kabelį. Esant atsako temperatūrai, termoplastinė izoliacinė medžiaga dėl mechaninio laidininkų įtempimo perspaudžiama ir jie užsidaro. Šilumos kabelis veikia kaip vienas nuolatinis jutiklis. Linijinis aptikimas turi unikalių pranašumų, kai naudojamas sunkiai pasiekiamose vietose, vietose, kuriose yra didelė tarša, dulkės, korozinė ar sprogi aplinka.

Šiluminio PI apimtis

Šiluminiai PI naudojami patalpų apsaugai, degioji apkrova kuriai būdingas didelis šilumos išsiskyrimas gaisro atveju. Jei valdymo zona yra išplėstas sudėtingos geometrinės formos objektas, naudojamas linijinis TPI.

Maksimalus TPI neturėtų būti naudojamas patalpose, kuriose oro temperatūra gali būti žemesnė nei 0 ° C, ir patalpose, skirtose kultūros vertybėms saugoti, degioms medžiagoms nedideliais kiekiais ir (arba) mažo kaloringumo kiekiui laikyti.

Diferencialiniai TPI gali būti efektyviai naudojami objektams, kurių aplinkos temperatūra žema, apsaugoti. Diferencialinių detektorių inercija yra mažesnė nei maksimalių detektorių, vadinasi, gaisras bus aptiktas greičiau. Tuo pačiu metu diferencinis TPI neturėtų būti naudojamas siekiant apsaugoti patalpas, kuriose galimi dideli temperatūros svyravimai, kurie nėra sukelti gaisro, o susiję, pavyzdžiui, su oro kondicionavimo sistemų veikimu.